[发明专利]一种燃油喷嘴液滴空间分布光学测量方法及装置

权利要求书

1.一种燃油喷嘴液滴空间分布光学测量方法，所述燃油喷嘴喷射的燃油在其正下方形成雾锥，所述燃油中含有示踪组分，其特征在于，所述测量方法包括，

--在所述燃油喷嘴的正下方一定距离处投射一激光片光源，所述片光源垂直于所述雾锥的中心轴，所述雾锥在片光源的空间位置处的横截面构成一雾锥周向测试平面，或，所述片光源平行于所述雾锥的中心轴，所述雾锥在片光源的空间位置处的截面构成一雾锥轴向测试平面；

--当所述片光源垂直于所述雾锥的中心轴布置时，在所述雾锥周向测试平面的侧下方或侧上方布置一图像采集装置，并与所述雾锥周向测试平面成一定角度，所述图像采集装置采集所述雾锥周向测试平面中的燃油分布图像；当所述片光源平行于所述雾锥的中心轴布置时，垂直于所述轴向测试平面布置一图像采集装置，采集所述雾锥轴向测试截面的真实燃油分布图像；

--所述图像采集装置的镜头前布置一滤光片，所述滤光片用以分离散射信号和荧光信号，使所述图像采集装置只采集荧光信号；

--当所述片光源垂直于所述雾锥的中心轴布置时，对燃油空间分布测量进行误差校正，校正因激光强度在雾锥的衰减给燃油分布质量测量所产生的误差，同时校正由于所述图像采集装置拍摄位置引起的雾锥周向测试平面中局部光程不同所产生的测量误差：完成一次测量后，保持图像采集装置和试验状态参数保持不变，将所述燃油喷嘴旋转180°进行第二次测量，将第二次测量得到的图像再以燃油喷嘴中心为原点旋转180°，并与第一次测量得到的图像合成为一张图像；

--分析图像，确定液滴的空间分布情况。

2.根据权利要求1所述的燃油喷嘴液滴空间分布光学测量方法，其特征在于，所述方法利用国产RP-3航空煤油中的芳香族化合物在紫外光激发下能够发射荧光，述紫外光波长为266nm，荧光信号的波长范围280-360nm。

3.根据权利要求1所述的燃油喷嘴液滴空间分布光学测量方法，其特征在于，所述方法能够实现燃油喷嘴横向截面燃油周向分布测量。

4.根据权利要求1所述的燃油喷嘴液滴空间分布光学测量方法，其特征在于，激光器激光发射和相机快门打开的时间延迟间隔为390-450ns。

5.根据权利要求1所述的燃油喷嘴液滴空间分布光学测量方法，其特征在于，通过在雾锥两侧分别入射激光进行两次测量，然后把第二次测量得到的图像旋转180°与第一次测量得到的图像合并，消除激光能量在雾锥中衰减引起的测量误差。

6.根据权利要求1所述的燃油喷嘴液滴空间分布光学测量方法，其特征在于，所述图像采集装置为增强型CCD相机。优选地，所述增强型CCD相机包括依次连接的紫外镜头、图像增强器、CCD相机。进一步优选地，设置时间同步控制器同时向所述图像增强器和CCD相机发射TTL信号，控制所述图像增强器和CCD相机的快门打开时间。

7.根据权利要求1所述的燃油喷嘴液滴空间分布光学测量方法，其特征在于，所述片光源由YAG激光器发出的激光束通过激光导光臂进入片光源成型光学元件而形成，所述片光源的厚度约为1mm。

8.根据权利要求1所述的燃油喷嘴液滴空间分布光学测量方法，其特征在于，当所述片光源垂直于所述雾锥的中心轴布置时，所述CCD相机与所述雾锥周向测试平面成30-60度夹角。

9.根据权利要求1所述的燃油喷嘴液滴空间分布光学测量方法，其特征在于，当所述片光源垂直于或平行于所述雾锥的中心轴布置时，需要进行背景校正，消除周围环境中的可见光对燃油空间分布测量的影响。

10.一种用以实施上述权利要求所述测量方法的燃油分布光学测量的试验装置，包括燃油喷嘴、片光源形成装置、图像采集装置，其特征在于，所述燃油喷嘴喷射的燃油在其正下方形成雾锥，所述片光源形成装置在所述燃油喷嘴的正下方投射一片光源，所述片光源垂直于所述雾锥的中心轴，所述雾锥在片光源的空间位置处的横截面构成一雾锥周向测试平面，或，所述片光源平行于所述雾锥的中心轴，所述雾锥在片光源的空间位置处的截面构成一雾锥轴向测试平面；当所述片光源垂直于所述雾锥的中心轴布置时，在所述雾锥周向测试平面的侧下方或侧上方布置一图像采集装置，并与所述雾锥周向测试平面成一定角度；当所述片光源平行于所述雾锥的中心轴布置时，垂直于所述轴向测试平面布置一图像采集装置；所述图像采集装置的镜头前布置一滤光片；所述试验装置还包括相互通信连接的控制装置和时间同步控制器，所述时间同步控制器通信连接所述片光源形成装置和图像采集装置。